Los macrófagos cultivados durante largos períodos en el laboratorio pueden funcionar normalmente cuando se transfieren de nuevo al cuerpo.

Los macrófagos son células inmunitarias cruciales para la respuesta inmunitaria, la reparación de tejidos y la eliminación de células cancerosas. Los científicos ven a los macrófagos como terapias vivas prometedoras. Sin embargo, para que se utilicen de forma efectiva en terapias, los macrófagos deben cultivarse en grandes cantidades en cultivos de laboratorio sin perder sus funciones especiales. Hasta ahora, no estaba claro si esto es posible. Un equipo de científicos de Dresde y Marsella ahora informa que los macrófagos que crecen durante largos períodos en condiciones de laboratorio pueden funcionar normalmente cuando se transfieren de nuevo al cuerpo y no se distinguen de las células que nunca abandonaron el tejido. Los resultados allanan el camino hacia nuevas terapias celulares basadas en macrófagos. El estudio fue publicado en la revista Inmunología de la naturaleza el 24 de febrero de 2022.

Los macrófagos son células inmunes que están presentes en todos los órganos de nuestro cuerpo. Actúan como guardianes de tejidos, nutren otras células y eliminan sustancias perjudiciales como bacterias, desechos celulares e incluso células tumorales. Por lo tanto, los macrófagos han estado en el radar de los científicos como posibles nuevos medicamentos vivos para curar órganos dañados, combatir infecciones y combatir el cáncer. Sin embargo, para lograr esto, las células deben crecer fuera del cuerpo en grandes cantidades. Hasta ahora, esto ha sido difícil para los macrófagos. Además, existían serias dudas de que las condiciones del laboratorio pudieran hacerles perder sus habilidades especiales.

La multiplicación de células en el laboratorio, el llamado cultivo celular, es una técnica común que a lo largo de los años permitió un enorme progreso en biología y medicina. Sin embargo, las células cultivadas en el laboratorio se eliminan de su entorno natural y de las señales físicas que parecen esenciales para su función. Las células se cultivan en placas de cultivo de plástico y se bañan en soluciones de nutrientes artificiales. Tienen que adaptarse a estas nuevas condiciones, un verdadero choque cultural. «Queríamos saber exactamente cómo cambian las células en un cultivo celular prolongado y si estos cambios son permanentes o no», dice el profesor Michael Sieweke, profesor de Humboldt en la TU Dresden.

El shock del cultivo celular

El equipo del Prof. Sieweke en el Centro de Terapias Regenerativas Dresden (CRTD) en TU Dresden y el Centro de Inmunología de Marseille Luminy (CNRS, INSERM, Aix-Marseille University) estudió macrófagos pulmonares de ratón, células inmunes que viven naturalmente en los sacos de aire de el pulmón. El equipo logró hacer crecer las células en condiciones de laboratorio durante varios meses y en grandes cantidades. Aunque su apariencia y características generales no se vieron afectadas, cuando se examinaron más de cerca, quedó claro que las células en realidad habían adquirido muchos cambios para adaptarse al nuevo entorno.

«Todas las células de nuestro cuerpo tienen el mismo conjunto de genes, pero las células difieren en qué genes se activan y cuáles se mantienen desactivados. Uno puede pensar en ello como la huella digital molecular de la célula, una combinación única de genes activados. que distinguen, por ejemplo, un macrófago pulmonar de un macrófago intestinal y una célula cerebral», dice Sethuraman Subramanian, uno de los autores del estudio. Los científicos han comparado el patrón de genes en las células cultivadas en el laboratorio con sus contrapartes del pulmón y han visto diferencias sustanciales. «Era de esperarse. Vivir en una superficie de plástico y tener todos los nutrientes fácilmente disponibles es bastante diferente de las condiciones naturales. Las células tuvieron que acostumbrarse y lo hicieron cambiando el estado de más de 3000 genes. La pregunta que realmente nos interesó fue si estos cambios se pueden revertir», explica el profesor Sieweke.

Olvidando la cultura

El equipo transfirió los macrófagos cultivados en el laboratorio a su ubicación natural en los pulmones del ratón. Las comparaciones detalladas mostraron que las células cultivadas en el laboratorio eran indistinguibles de sus equivalentes que nunca abandonaron el pulmón. «Nos sorprendió ver que las adaptaciones sustanciales que hicieron los macrófagos para vivir en el laboratorio demostraron ser completamente reversibles. Los macrófagos cultivados en el laboratorio se habían olvidado del tiempo que pasaron en el laboratorio y asumieron por completo su función y estado normales en el pulmón, ajenos a su anterior choque cultural», dice Clara Busch, una de las autoras del estudio.

Terapias celulares del futuro

Aunque la investigación se realizó en ratones, tiene implicaciones muy prometedoras para las terapias humanas. La capacidad de transportar los macrófagos entre el cultivo celular y su entorno natural muestra un gran potencial para futuras terapias celulares basadas en macrófagos. Los macrófagos pulmonares podrían multiplicarse en el laboratorio y adaptarse experimentalmente para combatir una enfermedad específica antes de ser entregados a los pulmones del paciente, donde pueden comenzar a realizar su función de inmediato. Tal configuración podría usarse para tratar el cáncer, la enfermedad fibrótica o infecciones similares a la COVID-19 en el pulmón y, eventualmente, en otros órganos.

«Este estudio comenzó mucho antes del comienzo de la pandemia, pero vuelve a demostrar que la investigación fundamental puede servir como fuente de futuras aplicaciones terapéuticas», concluye el profesor Sieweke.